带显示功能的定时器电路

该定时器的特点是：(1)定时周期宽。开机时间和保持时间从几秒到2h，分别连续可调。(2)开机、保持时间分别用两种颜色，各10个发光二极管分段显示工作，剩余时间一目了然。(3)定时器可单次工作，也可重复工作。(4)定时器不用时可以当普通电源插座用。(5)定时器选用通用易购的门电路、触发器、计数器等，非常适合大中专学校教学实践用。工作原理：由P2、P3、C1、W1等组成A振荡器，F5，F6、C2、W2等组成B振荡器，IC2为第一计数器，IC3为第二计数器，IC3的10个输出端分别并接两组各10个负极连在一起的发光二极管，它们的负极分别通过限流电阻R9、R10接在由VT2、VT3组成的双稳触发器的两个输出端点。工作过程：IC2、IC3的清0端分别接有R5、C3，R6、C5组成清0电路使两个计数器置0，双稳态中VT3基极接有电容C10。所以通电瞬间VT3基极呈低电位，使VT3截止、集电极呈高电位使VT2导通，因VD8截止使VT4导通，继电器吸合，整机处于通电状态。与此同时，钳位二极管VD3截止使A振荡器开始工作；VD5导通使振荡器B中F6的输入端被钳位在低电平，所以振荡器B停振，振荡器A的脉冲信号，经VD2送到门F1倒相后，经K1送到IC3的EN端负脉冲输入端，每振荡一次计数器计一个数，其输出端按Y0～Y9的顺序分别输出正脉冲，由于VT2集电极为低电位，所以由X1～X10组成的发光管阵列被依次点亮，当计到第十个脉冲时(X10点亮后)，IC3的12脚进位端给出一个进位正脉冲，它经门F4倒相变成负脉冲后经C8和C9去触发VT2、VT3组成的双稳态电路使之翻转，即变成VT2截止、VT3导通，VD8导通使VT4截止，继电器关断，整机处于待机状态，与此同时因VD3导通，振荡器A输入端被钳位从而停振。由于VT2截止，其集电极高电位使VD5截止，门F6输入解除钳位，振荡器B开始工作，其输出经VD1、F1送到IC3进行计数，但由于此时VT3导通，VT2截止，所以虽然IC3的Y0～Y9依旧顺序给出正脉冲，但此时X1～X10并不亮，而X11～X20经R10接到VT3集电极(低电位)，所以X11～X20依次亮起，到X20亮后，同样IC3的12脚给出进位脉冲经F4倒相后，再次使双稳态翻转，使VT3截止、VT4导通，继电器吸合，电路再次处于通电状态。从上述可以看出，定时器的工作周期，即是双稳态的翻转周期，而振荡器每输出10个脉冲，双稳态才翻转一次，因此振荡器的RC时间常数不必取得很大。实践证明，当R取6MΩ，C取5μF时触发器的翻转周期即可达十几分钟，为进一步扩大定时范围，该机在IC3前面又加一个计数器IC2。当K1置于X10时，F4送来的负脉冲被送到IC2的EN端，而IC2的12脚进位端给出的进位正脉冲经VT1倒相后，经K1被连在IC3的EN端上，这样F4送来10个脉冲，IC3才计数一次，送来100个脉冲后触发器才翻转一次，使定时周期扩大10倍。由F2、F3组成的振荡器A只在VT2导通、VT3截止继电器吸合，电路处于开机状态时工作。此时X1～X10灯依次点亮，可以指示电路的开机时间，同时调节电位器W1可以改变通电时间的长短，由F5、F6组成的振荡器B只在VT3导通、VT2截止继电器断电、电路处于待机状态时工作，此时X11～X20灯依次点亮，可以指示电路的待机时间，同时调节电位器W2可以改变待机时间的长短。以上所述是电路工作在重复状态，本机也可以工作在单次状态，当K2掷于单次状态，通电时，电路与重复工作时一样，开始VT3截止，VT2导通，VT4导通继电器吸合，电路处于通电状态，振荡器A开始工作，X1～X10灯依次点亮，但是到X10显示完后，IC3给出进位脉冲，双稳态触发器翻转使VT3变成导通时，VD3、VD4都被钳位，而VD4通过K2接到振荡器B的F6输入端上，这样两个振荡器都被钳位，而停振计数器停止计数，由于此时VT4截止，继电器断电，电路处于待机状态，这样就完成了一次定时关机的过程。该机电路IC3的输出端中分别串有VD12～VD20的9个二极管，以防止各个输出端互相干扰，两个计数器进位端分别通过C4、C6接至电路的清“0”端，以保证在送出进位脉冲后，计数器能可靠地回零，就是当一个振荡器停振，另一个开始工作时，计数器从0开始工作，电路中，VD8、VD9为隔离二极管，可防止VT3截止时，由于VT4导通，使得VT3集电极电位过低导致两排灯都亮，电路中VD1、VD2为两个振荡器的隔离二极管。电路电源供给采用电容降压、降压电容应取耐压在400V以上的1μFCBB电容，继电器选用JQX-15，它的触点电流可达交流20A，可用来控制空调这样的负载，该机的定时电容C1、C2在选用电解电容时，一定要用二只电解电容反极性串联，以防止工作中漏电。元器件选择：IC1选用CD4069，IC2、IC3均选用CD4017。VT1～VT3均选用9013三极管。X1～X20均选用Φ5mm红色发光二极管。继电器选用JOX-15。插座选用一个市售公牛牌CN-109六孔组合插座。其他元器件如图所示。制作与调试：该机在制作时，选用了一个市售公牛牌CN-109六孔组合插座，将其中的4个插座卸掉，只保留两组，然后将线路板固定在卸掉插座的位置，在原插座处安一块73mm×76mm的有机面板，将调节旋钮、开关、显示灯开孔露出，并将面板向外壳粘死，原机指示灯拆掉，其位置正好放继电器，将继电器也用胶固定在外壳内。该机最后连线时继电器到插座的线应选足够粗导线，并连接可靠，以免通入大电流时负载发热起火。